Wussten Sie schon? Die Basis der Fahrzeugkarosserien von Tesla besteht aus einer verbesserten Aluminiumgusslegierung A356. A356 ist wohl die Königin der Aluminiumgusslegierungen – eine ausgewogene Legierung, die für ihre hervorragende Gießbarkeit, hohe Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Wenn Sie mehr über die besten Gussmaterialien erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen, mit dieser Aluminiumlegierung zu beginnen. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Überblick über die Spezifikationen von A356-Aluminium, einschließlich seiner chemischen Zusammensetzung, Anwendungen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften, Äquivalenten und seinen Unterschieden zu einer anderen gängigen Aluminiumlegierung, 6061.
Was ist die Aluminiumlegierung A356?
Aluminium A356 ist eine typische Aluminium-Silizium-Legierung, die in der Druckgussindustrie weit verbreitet ist. Die Bezeichnung der Aluminiumlegierung A356 bezieht sich auf ihre Klassifizierung in den Normen der American Society for Testing and Materials (ASTM). Laut ASTM ist die Aluminiumlegierung A356 Teil der Standardserie gemäß den Normen der Aluminum Association und gehört zur Serie 356. Diese Serie umfasst A356.0, A356.1, A356.2 und andere spezifische Güteklassen von Aluminiumlegierungen. In der Norm ASTM B26 ist A356 eine hochfeste Aluminiumlegierung, wobei Suffixe wie T6 auf spezielle Wärmebehandlungsverfahren hinweisen, nämlich eine Lösungsglühung, gefolgt von einer vollständigen Lösungsglühung zur künstlichen Alterung. Daher leitet sich die Bezeichnung der Aluminiumlegierung A356 von ihrem Klassifizierungs- und Nummerierungssystem in den ASTM-Normen ab, wobei „A“ für Aluminiumlegierung steht und „356“ eine spezielle Güteklasse ist, die zur Unterscheidung verschiedener Aluminiumlegierungsmaterialien verwendet wird. Durch diese Benennungsmethode wird die Standardisierung und Konsistenz der Aluminiumlegierungsmaterialien sichergestellt, was ihre Identifizierung und Verwendung in industriellen Anwendungen erleichtert.
A356 Aluminium-Äquivalent
Zu den Normen und Spezifikationen für das Aluminiumäquivalent A356 in verschiedenen Ländern gehören:
- US-Norm: ASTM A356/A356M-2005
- Japanischer Standard: JIS H5202 AC4C
- Deutsche Norm: DIN 1725.2 G-AlSi7Mg
- Internationaler Standard: ISO 3522
Diese Normen und Spezifikationen gewährleisten die Qualität und Leistungsstabilität der Aluminiumlegierung A356 in verschiedenen Ländern.
A356 Aluminium – Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung der Gussblöcke aus Aluminiumlegierung wird durch die ASTM-Spezifikationen für das Material A356 bestimmt:
| Element | Zusammensetzung (Gew.-%) |
|---|---|
| Cu | ≤0,10 |
| Si | 6,5 ~ 7,5 |
| Mg | 0,25 ~ 0,45 |
| Zn | ≤0,10 |
| Fe | ≤0,20 |
| Mn | ≤0,10 |
| Ni | ≤0,05 |
| Ti | ≤0,20 |
| Pb | ≤0,05 |
| Sn | ≤0,05 |
| Cr | ≤0,05 |
| Andere | andere |
A356 Chemische Materialzusammensetzung
Eigenschaften von Aluminium A356
Um Ihnen ein besseres Verständnis der Leistungsfähigkeit des Materials A356 zu vermitteln, verwenden wir zwei Tabellen, um seine physikalischen Merkmale bzw. mechanischen Eigenschaften zu veranschaulichen:
A356 Physikalische Eigenschaften
Die physikalischen Eigenschaften von A356 sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Eigentum | Werkstoff A356 |
|---|---|
| Dichte (Mg/m³) | 2,64 |
| Liquidustemperatur (℃) | 610 |
| Solidustemperatur (℃) | 555 |
| Linearer Ausdehnungskoeffizient (20℃ x 10⁻⁶/℃) | 21,5 |
| Linearer Ausdehnungskoeffizient (20–200 °C x 10⁻⁶/℃) | 22,5 |
| Linearer Ausdehnungskoeffizient (30–300 °C x 10⁻⁶/℃) | 23,5 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/m²℃) | 159 |
| Spezifische Wärmekapazität (J/kg·℃) | 963 |
Wenn man über Kohlenstoffneutralität und die damit verbundene Umstellung auf Elektrofahrzeuge nachdenkt, fällt einem als erstes die Wärmeleitfähigkeit ein. Die A356-Legierung hat im Vergleich zu anderen Aluminiummaterialien eine bessere Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus ist die A356-Legierung gut korrosionsbeständig, was auch den Wärmeschutz vor Oxidation verringert. Daher glaube ich, dass die A356-Legierung eine gute Wahl für Produkte ist, die Wärmeableitung erfordern.
A356 Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften variieren erheblich, je nachdem, ob eine Wärmebehandlung durchgeführt wird. Daher werden für jedes Material Eigenschaften für die Bedingungen F und T6 aufgeführt. Sie können sehen, dass mit T6 behandelte Materialien eine höhere Festigkeit aufweisen als solche ohne Wärmebehandlung (F). Darüber hinaus verbessert A356 mit T6-Behandlung die Dehnung.
| Eigentum | Werkstoff A356-F | Werkstoff A356-T6 |
|---|---|---|
| Streckgrenze (MPa) | 95 | 260 |
| Zugfestigkeit (MPa) | 160 | 260 |
| Dehnung (%) | 10.7 | 16.8 |
| Härte (HB) | 55 | 70 |
Diese Werte werden unter verschiedenen Gussverfahren gemessen und die spezifischen Werte können je nach Gussverfahren, Wärmebehandlung und anderen Faktoren variieren. Zu den Faktoren, die die mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung A356 beeinflussen, gehören:
- Verteilung und Größe eutektischer Siliziumpartikel: Feine und gleichmäßig verteilte eutektische Siliziumpartikel können die Mikrostruktur der Legierung verbessern und so die mechanischen Eigenschaften steigern.
- Gießverfahren: Durch flüssiges und halbfestes Extrusionsgießen können Gussfehler erheblich reduziert, die Dichte der Legierung erhöht und die mechanischen Eigenschaften verbessert werden.
- Wärmeleitfähigkeit: Faktoren wie die Integrität der Kristallstruktur der Legierung, die Versetzungsdichte und die Korngrenzenfläche können die Wärmeleitfähigkeit und damit die mechanischen Eigenschaften beeinflussen.
Vorteile des Aluminiumlegierungsmaterials A356
Die Aluminiumlegierung A356 bietet mehrere wesentliche Vorteile, weshalb sie in der Industrie und im Fertigungssektor weit verbreitet ist. Hier sind einige detaillierte Beschreibungen ihrer Hauptvorteile:
- Hervorragende Gießbarkeit: Die Aluminiumlegierung A356 weist hervorragende Fließeigenschaften, keine Neigung zur Heißrissbildung, geringe lineare Schrumpfung und gute Luftdichtheit auf, was zu guten Leistungen bei Gießverfahren führt.
- Leicht und dennoch robust: Durch die geringe Dichte der Legierung in Kombination mit ihrer hohen spezifischen Festigkeit und Steifigkeit eignet sie sich sehr gut für Anwendungen, bei denen eine Gewichtsreduzierung bei gleichzeitig hoher Festigkeit erforderlich ist, wie zum Beispiel beim Leichtbau von Kraftfahrzeugen.
- Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit: Die Aluminiumlegierung A356 behält aufgrund ihrer guten Korrosions- und Verschleißfestigkeit ihre Stabilität und Haltbarkeit unter verschiedenen Umgebungsbedingungen.
- Leicht zu bearbeiten und zu schweißen: Diese Aluminiumlegierung lässt sich leicht gasschweißen und wärmebehandeln (z. B. in den Zuständen T5 und T6), wodurch ihre mechanischen Eigenschaften durch diese Verfahren weiter verbessert werden.
- Hervorragende mechanische Gesamtleistung: Die Aluminiumlegierung A356 verfügt nicht nur über eine gute Gießbarkeit, sondern auch über umfassende mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Dehnung und Dauerfestigkeit.
- Kosteneffizienz: Im Vergleich zu einigen anderen Materialien ist die Aluminiumlegierung A356 preisgünstig und verbraucht bei der Herstellung weniger Energie, was bei der Produktion im großen Maßstab wirtschaftliche Vorteile bietet.
- Kompatibilität mit fortschrittlichen Fertigungstechnologien: Durch den Einsatz fortschrittlicher Fertigungstechniken wie Vakuum-Niederdruck-Lost-Foam-Guss und Guss-Schmiede-Verbundformung können die Leistung und der Anwendungsbereich der Aluminiumlegierung A356 weiter verbessert werden.
Anwendungen des Aluminiumlegierungsmaterials A356
Die Hauptanwendungen der Aluminiumlegierung A356 sind sehr vielfältig und umfassen die folgenden Aspekte:
- Automobilbau: Aufgrund seiner hervorragenden Gießbarkeit, hohen spezifischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit wird die Aluminiumlegierung A356 häufig bei der Herstellung verschiedener Automobilteile wie Motorzylinderköpfen, Gleitkomponenten und Radnaben verwendet. Darüber hinaus wird die Aluminiumlegierung A356 auch bei der Herstellung von Automobilgetrieben, Riemenscheiben, Kraftstofftanks und anderen Komponenten verwendet.
- Luft- und Raumfahrt: Aufgrund seiner geringen Dichte, Formbarkeit und guten Korrosionsbeständigkeit wird die Aluminiumlegierung A356 auch häufig in der Luft- und Raumfahrt verwendet. Sie kann zur Herstellung von Luft- und Raumfahrtpumpenkomponenten, Luft- und Raumfahrtsteckverbindern und anderen hochfesten mechanischen Teilen verwendet werden.
- Andere mechanische Werkzeugteile: Die Aluminiumlegierung A356 wird auch zur Herstellung verschiedener Gehäuse, Halterungen und Spiralen verwendet, die höchste Hitzebeständigkeit und Stützspannung erfordern.
- Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik und die Elektronikindustrie: Mit der Entwicklung von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnik wurde die Aluminiumlegierung A356 auch in den Bereichen Motorgehäuse von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnik, Roboter usw. eingesetzt.
A356-Aluminium vs. 6061: Was sind die Unterschiede zwischen ihnen?
A356 und 6061 sind zwei häufig verwendete Aluminiumlegierungen, die sich in Zusammensetzung, Leistung und Anwendungsbereichen unterscheiden. Hier finden Sie detaillierte Einführungen in die Eigenschaften und Unterschiede dieser beiden Aluminiumlegierungen:
Zusammensetzung:
Die Aluminiumlegierung A356 ist eine binäre Al-Si-Legierung, der Magnesium zur Bildung der Verstärkungsphase Mg2Si hinzugefügt wird, wodurch die Aushärtungseigenschaft der Legierung deutlich gesteigert und die mechanischen Eigenschaften durch Wärmebehandlung verbessert werden.
Die Aluminiumlegierung 6061 enthält Magnesium und Silizium und bietet gute Bearbeitbarkeit, Schweißeigenschaften, Beschichtungseigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit.
Leistung:
Die Aluminiumlegierung A356 weist eine gute Gießbarkeit auf, wie z. B. gute Fließfähigkeit, geringe lineare Schrumpfung, keine Heißrissneigung und ausgezeichnete Luftdichtheit. Durch Wärmebehandlung kann eine höhere Festigkeit, gute Plastizität und hohe Schlagzähigkeit erreicht werden.
Die Aluminiumlegierung 6061 hat eine mittlere Festigkeit, eine gute Formbarkeit und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, insbesondere keine Neigung zu Spannungsrisskorrosion. Sie ist hervorragend bearbeitbar, schweißbar, galvanisierbar, korrosionsbeständig und hochzäh und verformt sich nach der Verarbeitung nicht. Sie gewährleistet ein dichtes Material ohne Defekte, lässt sich leicht polieren und färben und erzielt hervorragende Oxidationseffekte.
Herstellungsverfahren:
Die Aluminiumlegierung A356 wird typischerweise im Gussverfahren hergestellt, wodurch sie im Formzustand gegossen wird und eine relativ schlechte Schweißbarkeit aufweist.
Die Aluminiumlegierung 6061 wird häufig durch Extrusionsformen hergestellt und weist eine höhere Reinheit und bessere Schweißbarkeit auf.
Anwendungsgebiete:
Die Aluminiumlegierung A356 wird hauptsächlich für den Guss von Radnaben in der Automobilindustrie, für Pumpenteile und Verbindungselemente in der Luft- und Raumfahrt, für Fahrzeuggetriebe, Riemenscheiben, Kraftstofftanks und andere mechanische Werkzeugteile verwendet, die höchste Hitzebeständigkeit und Stützspannung erfordern.
Die Aluminiumlegierung 6061 wird aufgrund ihrer guten mechanischen Eigenschaften und Bearbeitbarkeit häufig im Bauwesen, in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen verwendet, insbesondere bei Produkten, die eine hohe Festigkeit und gute Schweißbarkeit erfordern.
